Interação B1R/TLR4 como mecanismo de resposta inflamatória e sua implicação na barreira hematoencefálica em modelo de glioblastoma
B1R/TLR4 interaction as a mechanism of inflammatory response and its implication on the blood-brain barrier in glioblastoma model
Publication year: 2024
Theses and dissertations in Portugués presented to the Universidade Federal do Rio de Janeiro. Faculdade de Medicina to obtain the academic title of Doutor. Leader: Mendes, Fabio de Almeida
A família dos receptores de cininas compreende dois subtipos, sendo o B1R aquele
em tem como um de seus agonistas fisiológicos a des-Arg9
-BK (DBK). O receptor B1
tem baixa expressão ou está até mesmo ausente em condições fisiológicas normais,
podendo ser induzido por vários estímulos, como o promovido pelo
lipopolissacarídeo (LPS), um dos ligantes do receptor do tipo toll 4 (TLR4). Dados
presentes na literatura sugerem uma possível interação entre B1R e TLR4, podendo
esta ser importante para a resposta inflamatória local. O objetivo deste estudo é
ampliar o conhecimento sobre uma possível relação entre esses receptores e a
implicação clínica desta na abertura transitória da barreira hematoencefálica (BHE)
através da administração de DBK. Em eletrofisiologia de aortas torácicas de
camundongos C57BL/6 WT e nocautes para B1R ou TLR4 observamos que a
ausência de B1R modifica a resposta de TLR4 e vice-versa nas células endoteliais
(alteração da interação de canais de K na via), que na ausência de B1R a DBK ativa
o receptor B2 de cininas e que essas vias não são dependentes de óxido nítrico.
Imunohistoquímica em aortas de WT indicam que a marcação de TLR4 diminui em
todas as camadas celulares quando o anel de aorta é incubado com DBK e LPS,
enquanto que a marcação para B1R aumenta signitivamente na camada endotelial.
Análises de células endoteliais em cultura (linhagem HBMEC) mostram que os
receptores apresentam marcação perinuclear, e até mesmo no interior do núcleo, quando as células são tratadas com DBK e LPS e, quando o tratamento é somente
com DBK, há o aumento de pontos de proximidade de B1R e TLR4. Fatores
secretados por células de glioblastoma (U87MG e T98G) também alteram o padrão
de marcação desses receptores e a resposta aos seus agonistas. Experimentos in
vivo, em camundongos suíços inoculados ou não com células da linhagem C6,
tratados ou não com DBK, mostram que há a abertura transitória da BHE,
aumentando a biodisponibilidade de fármaco (doxorrubicina) no parênquima cerebral
e na massa tumoral de glioblastoma. Os dados reforçam a evidência de uma
conexão entre a sinalização B1R e TLR4, um alvo terapêutico a ser explorado, além
de apresentar evidências adicionais para o uso do agonista fisiológico de B1R para a
abertura transitória de BHE, pelo período menor que 48h, o que aumentaria a
biodisponibilidade de fármacos no parênquima cerebral.(AU)
The family of ykinin receptors includes two subtypes, with B1R having des-Arg9
-BK
(DBK) as one of its physiological agonists. The B1 receptor is either minimally
expressed or entirely absent under normal physiological conditions, but can be
induced by various stimuli, such as lipopolysaccharide (LPS), a ligand of toll-like
receptor 4 (TLR4). Literature suggests a potential interaction between B1R and
TLR4, which could be crucial for the local inflammatory response. This study aims to
enhance our understanding of the possible relationship between these receptors and
its clinical implications for the transient opening of the blood-brain barrier (BBB)
through the administration of DBK.Ectrophysiology experiments in thoracic aortas,
from C57BL/6 WT mice and B1R or TLR4 knockout mice, we observed that the
absence of B1R alters the TLR4 response and vice versa in endothelial cells
(affecting the interaction of K channels in the pathway). Additionally, in the absence
of B1R, DBK activates the B2 bradykinin receptor, and these pathways are
independent of nitric oxide. Immunohistochemistry of WT aortas indicates that TLR4
staining decreases across all cell layers when the aorta ring is incubated with DBK
and LPS, while B1R staining significantly increases in the endothelial layer.
Endothelial cell cultures (HBMEC) show perinuclear and even intranuclear receptor
staining when treated with DBK and LPS, and treatment with DBK increases the proximity points of B1R and TLR4. Factors secreted by glioblastoma cells (U87MG
and T98G) also alter the staining pattern of these receptors and their response to
agonists. Experiments on Swiss mice, inoculated or not with C6 cell lines and treated
or not with DBK, demonstrate that the BBB transiently opens, increasing the
bioavailability of the drug (doxorubicin) in the brain parenchyma and glioblastoma
tumor mass. These data reinforce evidence of a connection between B1R and TLR4
signaling, a therapeutic target to be explored, and provide additional evidence for the
use of the physiological B1R agonists for transient BBB opening for less than 48h,
which would increase drug bioavailability in the brain parenchyma.(AU)